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Forschung am ISTM

Die Forschung am Institut für Strömungsmechanik verbindet theoretische, numerische und experimentelle Methoden der Strömungsmechanik. Dabei umfassen die Forschungsarbeiten des Institutes die Charakterisierung, die Vorhersage und die Kontrolle von Fluidströmungen. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der Behandlung turbulenter Strömungen und deren gezielter Beeinflussung im Hinblick auf effiziente Energienutzung.

Experimentelle Strömungsmechanik

Das ISTM hat mehrere Windkanäle, in denen unter anderem die Einflüsse von komplexen Rauheiten auf die Fluidströmungen untersucht, sowie Mechanismen zur passiven und aktiven Strömungskontrolle getestet werden. Des Weiteren untersuchen wir in eigens entwickelten Prüfständen beschleunigte und rotierende Strömungen.

Zur Messung der Fluidströmungen kommen Drucksensoren, Hitzdraht-Anemometer, Laser-Doppler-Anemometrie und Particle Image Velocimetry zum Einsatz.

Strömungssimulation

Am ISTM werden eine Vielzahl an numerischen Simulationen von Fluidströmungen durchgeführt. Ein besonderes Augenmerkt liegt dabei auf der Simulation von turbulenten Strömungen mittels Direkter Numerischer Simulation. Dazu gehören die Untersuchung von turbulenten Strömungen über komplexen Rauheiten und ihre Wärmeübertragungseigenschaften, der Wärmetransport in Rohrströmungen und die passive und aktive Strömungskontrolle von turbulenten Strömungen.

Ein weiterer Forschungsbereich befasst sich mit neuartigen Strategien zur Reibungsminderung zwischen Schmierflächen unter Einsatz von numerischen Experimenten. Darüber hinaus erlauben  numerische Simulationen uns detaillierte Einblicke in die Strömungseigenschaften des Herzens zu erforschen, die experimentelle Messungen nicht erfassen können.

High-Performance Computing & Datenvisualisierung

Der Rechenaufwand von Simulationen turbulenter Strömungen ist numerisch sehr aufwändig, da viele Strömungsprobleme mehrere Millionen Rechenpunkte benötigen und gleichzeitig die Strömungen über einen langen Zeitraum verfolgt werden muss. Dies erfordert den Einsatz von High-Performance Computing und effizienten Auswertungsroutinen für die dabei erzeugten großen Datenmengen. Das ISTM hat Zugang zu den Hochleistungsrechnersystemen am Steinbuch Center for Computing  (SCC) und führt den Großteil der Simulation auf dem bwUniCluster, ForHLR I und II durch.